SU1327994A1 - Устройство ввода ультразвуковых колебаний в жидкую среду - Google Patents

Description

Изобретение предназначено дл  ультразвуковой обработке расплавов черных и цветных металлов при наплавке, сварке, электрошлаковом переплаве в печах с открытым зеркалом расплава.

Известно устройство ввода ультразвуковых колебаний в расплав через присадочную проволоку, содержа1цее концентратор и устройство прижима присадочной проволоки к концентратору, выполненное в виде прижимного ролика 1.

Недостатком устройства  вл етс  сравнительно неравномерна  структура наплавленного сло  металла вследствие плохого акустического контакта присадочной проволоки с концентратором.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  устройство ввода ультразвуковых колебаний в жидкую срезу, содержащее концентратор с канавкой , в которой размен ена волноводна  проволока , и прижимной элемент, выполненный в виде двух роликов, обеспечивающих прижим проволоки в двух точках: в пучности и узле колебаний 2.

Однако жесткость такого прижима  вно недостаточна дл  того, чтобы эта система могла иметь собственную частоту колебаний , близкую к резонансной с ультразвуковым инструментом.

Целью изобретени   вл етс  обеспечение стабильной амплитуды колебаний.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве ввода ультразвуковых колебаний в жидкую фазу, содержащем концентратор с канавкой, в которой размещены волнова  проволока и прижимной элемент, канавка выполнена винтообразной по всей поверхности концентратора под углом 20- 40° к ei O оси, а рабочий участок волно- водной проволоки на выходе с концентратора параллелен оси концентратора.

Кроме того арижимной элемент выполнен в виде цилиндрической втулки.

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

Устройство ввода ультразвуковых колебаний в жидкую среду состоит из концентратора 1, выполненного в виде цилиндра с волноводной проволокой 2, канавкой 3 прижимного элемента 4 при прижати  проволоки к концентратору, а также преобразовател  5.

Прижимной элемент 4 имеет вид цилиндрической втулки. Втулка служит ограничителем выхода волноводной проволоки из канавки, что обеспечивает стабильный контакт волноводной проволоки по длине канавки концентратора.

Канавка выполнена винтообразной с углом наклона 20-40° к оси концентратора . При угле, меньшем 20°, ультразвуковые колебани  от концентратора почти не передаютс  присадочной проволоке. При угле, больще.м 40°, в присадочной проволоке возникают поперечнь.1е колебани , которые передаютс  расплаву вместе с продольными . Наличие поперечных колебаний ухудшает качество наплавленного шва, который получаетс  широким, при этом провар металла ухудшаетс .

Устройство дл  ввода ультразвуковых колебаний в жидкую среду работает следующим образом.

Механические упругие колебани , полу„ ченные в преобразователе 5 от электрических колебаний генератора, передаютс  на концентратор 1.

Ввод ультразвуковых колебаний в жидкие высокотемпературные расплавы металлов и сплавов осуществл етс  расходуемой

5 волноводной присадочной проволокой 2, проход щей через винтовую канавку 3 концентратора 1 и подаваемой в расплав непрерывно по мере ее плавлени . Скорость подачи волноводной присадочной проволоки определ етс  экспериментально и теорети0

чески по уравнени м, полученным из теплофизического расчета скорости плавлени  проволоки, погружаемой в расплав металла .

Благодар  тому, что акустический кон- 5 такт волноводной проволоки 2 с концентратором 1 осуществлен по винтовой линии, обеспечиваетс  надежна  акустическа  передача энергии от концентратора проволоке .

При этом на конце проволоки 2 образует- 0 с  устойчива  продольна  волна, что про вл етс  в колебании проволоки в осевом направлении с амплитудой 10-20 мкм. (Величина амплитуды зависит от режима работы ультразвукового генератора).

Электродугова  наплавка в ультразву- 5 ковом поле состоит в том, что к изготавливаемой детали подводитс  электродна  и волноводна  проволоки, в зону горени  дуги подаетс  флюс, включаетс  ультразвуковой генератор, подаетс  электродна  проволока при одновременном переме0

щении наплавл емой заготовки.

При этом с опозданием на 2с подаетс  волноводна  проволока, что обеспечивает подачу ультразвуковых колебаний и волноводной проволоки в расплав, полученный от

плавлени  электродной проволоки. Процесс стабильно протекает до полного наплавлени  заданной поверхности деталей.

Возможность контакта волноводной проволоки по поверхности на всей длине

п канавки обеспечивает передачу всей ультразвуковой энергии от концентратора волноводной проволоке.

Параллельное оси концентратора направление волноводной проволоки на выходе позвол ет получить стабильные продольные ко5 лебани , обеспечивающие качественную наплавку .

Предлагаемое устройство надежно к работе: износ канавки вследствие движени  проволоки не измен ет способности кон313279944

центратора передавать ультразвуковуюнаплавке малогабаритных и крупногабаритэнергию проволоке. Это обеспечиваетс  заных деталей. Кроме того, компактность позсчет цилиндрической втулки. Устройство ком-вол ет монтировать его с узлами стациопактно , что позвол ет его использовать принарного ультразвукового оборудовани .

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ВВОДА УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ В ЖИДКУЮ СРЕДУ, содержащее концентратор с канавкой, в которой размещены волноводная прово лока и прижимной элемент, отличающееся тем, что, с целью обеспечения стабильной амплитуды колебаний, канавка выполнена винтообразной по всей поверхности концентратора под углом 20—40° к его оси, а рабочий участок волноводной проволоки на выходе с концентратора параллелен оси концентратора.

2. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что прижимной элемент выполнен в виде цилиндрической втулки.